Primosome komponenter, funktioner och applikationer



en primosome, i genetik och andra grenar av biologi, är det ett multiproteinkomplex som ansvarar för att genomföra de första stegen som leder till replikering av DNA. DNA-replikering är en komplex process som omfattar flera steg, var och en av dem strikt reglerad för att säkerställa trohet och korrekt segregering av de genererade molekylerna.

Det replikativa komplexet som utför alla steg för replikering kallas replisome och den som ansvarar för dess start, primosome. Endast de proteiner som förblir associerade bildar en komplex multiproteinöverbyggnad tillhör dessa kroppar eller somor. Men många andra tillbehörsproteiner uppfyller ytterligare roller i primosomerna.

Primosomen måste syntetisera en liten RNA-molekyl som berättar för DNA-polymeraserna var för att starta syntesen de novo av DNA Denna lilla molekyl RNA kallas primer (för andra primer), eftersom den ger primat (det vill säga börjar) till DNA-syntesreaktionen.

På spanska betyder primar att segra, att excel, att dominera eller att ge företräde åt någonting eller någon. Det vill säga ge företräde. På engelska betyder "att pröva" att förbereda eller vara redo för något.

I vilket fall som helst måste varje biologisk reaktion primeras för någonting, och DNA-replikation är inget undantag.

index

  • 1 komponenter
    • 1.1 Primasa
    • 1,2 Helicasa
    • 1,3 DNA-polymeras
    • 1.4 Andra proteiner i primosom?
  • 2 Övriga funktioner av primosomes
  • 3 applikationer
  • 4 referenser

komponenter

Generellt sett bör varje replikationsgaffel rekrytera minst en primosom. Detta sker på ett specifikt ställe (sekvens) av det DNA som heter ori, genom replikationens ursprung.

Det är på denna sida som den specifika RNA-molekylen (primer) måste syntetiseras, vilket leder till syntesen av nytt DNA. Oavsett om replikationen är enriktad (en enda replikationsgaffel med en enda riktning) eller dubbelriktad (två replikationsgafflar, i två motsatta riktningar) måste DNA öppnas och "band" tillverkas.

Det så kallade ledbandet (3 'till 5' -känsla) möjliggör kontinuerlig syntes av DNA i 5'-3'-riktningen från ett DNA-RNA.

Det fördröjda bandet, i motsatt riktning, tjänar som en mall för den diskontinuerliga syntesen av nytt DNA i fraktioner som kallas Okazaki-fragment.

För att ge upphov till varje Okazaki-fragment måste den första reaktionen prioriteras varje gång med samma primosomer (antagligen återanvänd) för att bilda samma typ av hybrider.

primas

RNA-primas är ett DNA-beroende RNA-polymeras; ett enzym som använder DNA som en mall för att syntetisera ett RNA komplementärt till sekvensen av detta.

RNA-primasen, i samband med helikaset, binder till mall-DNA och syntetiserar en primer eller primer med en längd av 9 till 11 nt. Från 3'-änden av detta RNA, och genom verkan av DNA-polymeras, börjar en ny DNA-molekyl att förlängas.

helikas

En annan grundläggande komponent i primosomen är ett helikas: ett enzym som kan avveckla dubbelsträngat DNA och ge upphov till singel-DNA-band i det område där det verkar.

Det ligger i detta enkla DNA-substratband där primas-RNA verkar ge upphov till den första från vilken DNA-syntesen sträcker sig från DNA-polymeras som är en del av replisom.

DNA-polymeras

Även om för vissa att inkludera DNA-polymeras talar vi redan om replisom, sanningen är att om du inte börjar syntesen av DNA, har inte prioriterat reaktionen. Och detta uppnås bara av primosome.

I vilket fall som helst är DNA-polymeraser enzymer som kan syntetisera DNA de novo från en form som styr dem. Det finns många typer av DNA-polymeraser, var och en med sina egna krav och egenskaper.

Alla lägger till deoxynukleotidtrifosfater i en kedja som växer i 5 'till 3' riktningen. Vissa, men inte alla, DNA-polymeraser har testläsningsaktivitet.

Det vill säga, efter att ha tillsatts en serie nukleotider, kan enzymet upptäcka missföreningar, nedbryta det drabbade området lokalt och tillsätta de korrekta nukleotiderna..

¿Andra proteiner i primosom?

Strängt taget skulle de nämnda enzymerna vara tillräckliga för att prioritera syntesen av DNA. Det har emellertid visat sig att andra proteiner är involverade i montering och funktion av primosomen.

Kontroversen är inte lätt att lösa eftersom primosomerna i olika livets områden har särskiljande funktionella förmågor. Dessutom bör arsenalen av råa RNA läggas till de som kodas av virusen.

Vi kan dra slutsatsen att varje primosome har kapacitet att interagera med andra molekyler beroende på vilken funktion som kommer att uppfylla.

Andra funktioner av primosomes

Det har visat sig att primosomer också kan delta i polymerisationen av DNA- eller RNA-molekyler vid terminalöverföring av olika typer av nukleotider, i vissa mekanismer för DNA-reparation, såväl som i rekombinationsmekanismen känd som terminaländpunkt. inga homologer.

Slutligen har det också observerats att primosomer, eller åtminstone premier, också kan vara involverade i återupptagandet av replikering i arresterade gafflar.

Vi kan säga att på grund av att primosomen inte bara börjar denna grundläggande mekanism för DNA-metabolism (replikation), utan också bidrar till dess kontroll och homeostas.

tillämpningar

Den bakteriella primoomen är föremål för aktiv forskning som en målplats som kan möjliggöra utvecklingen av mer potenta antibiotika. i Escherichia coli, primas är translationsprodukten av genen DNAG.

Även om alla levande varelser använder en liknande mekanism för att initiera DNA-replikation, har DNA-G-proteinet egenskaper som är unika för dem.

Därför utformar de biologiskt aktiva föreningar som specifikt angriper bakteriens primosom utan att påverka människan som utsätts för en bakteriell infektion.

Strategin verkar vara så lovande att forskning riktas till andra komponenter i bakteriell replisom. Vidare har inhiberingen av primat och helikas av primosomen hos vissa herpesviruser givit utmärkta kliniska resultat i kampen mot varicella zoster och herpes simplexvirus..

referenser

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of Cellth Edition). W. W. Norton & Company, New York, NY, USA.
  2. Baranovskiy, A.G., Babayeva, N.D., Zhang, Y., Gu, J., Suwa, Y., Pavlov, Y. I., Tahirov, T.H. (2016) Mekanism för sammansatt RNA-DNA-första syntes av den humana primosomen. Journal of Biological Chemistry, 291: 10006-10020.
  3. Kaguni, J. M. (2018) De makromolekylära maskinerna som duplicerar Escherichia coli kromosom som mål för läkemedelsupptäckt. Antibiotika (Basel), 7. doi: 10.3390 / antibiotics7010023.
  4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, K.C. (2016). Molekylcellsbiologi (8th upplagan). W.H. Freeman, New York, NY, USA.
  5. Shiraki, K. (2017) Helicase-primasinhibitor amenamevir för herpesvirusinfektion: Mot praktisk tillämpning för behandling av herpes zoster. Narkotika av idag (Barcelona), 53: 573-584.